Le labre arc-en-ciel mesure autour de 14 cm. Les mâles dominants peuvent cependant atteindre 16 cm. Ce poisson est multicolore avec un corps majoritairement jaune et vert. Il possède également des rayure horizontale de couleur jaune.
Le mâle adulte est plus grand que la femelle.
Le labre arc-en-ciel est un poisson vivant en groupe ou solitaire qui réside naturellement à proximité du fond. C'est une espèce carnivore au tempérament vif. Cette espèce est territoriale et apprécie peu la présence d'intrus à proximité, en particulier les animaux au comportement similaire. Elle peut également se montrer virulente à l'encontre de congénères. Cependant, le labre arc-en-ciel ne se préoccupe guère des animaux non territoriaux.
Le labre arc-en-ciel est un poisson ovipare qui pond en eau libre. nait toujours femelle. En grandissant, les individus vont changer de sexe pour devenir mâle, c'est ce que l'on appelle un hermaphrodisme successif de type protogyne.
Thalassoma amblycephalum, plus communément appelé labre arc-en-ciel, est un poisson vivant en eau de mer.